固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

    本论文综述了聚合物刷的主要制备方法以及近年来利用外界刺激调控的表面引发聚合接枝聚合物刷的重要进展。利用表面引发聚合方法修饰聚合物刷往往需要在被修饰表面锚固一层引发剂，引发剂分子上通常含有表面锚固位点，可以通过一些非共价键或化学键合作用将引发剂固定在基底上。如果要重新在基底上修饰聚合物刷，就需要在表面再次锚固引发剂。受到大自然中某些多年生植物的启发，制备了一种引发剂填埋的聚苯乙烯基底，实现了在表面上可多次重复接枝聚合物刷。此外，为了抑制海洋生物污损过程中最初阶段的有机小分子在表面聚集，设计了一种水下超疏油聚合物微/纳米刷复合结构；针对细胞粘附的梯度分布，设计了一种梯度纳米拓扑结构/聚合物刷复合界面。主要研究内容和结论如下：

    1.将甲基丙烯酸类的原子转移自由基聚合引发剂与苯乙烯单体通过自由基共聚合，制备了引发剂填埋的聚苯乙烯基底(iePS)。经过简单的机械打磨实现了在iePS基底上可多次重复接枝不同种类的聚合物刷。该方法最引人注目的特点在于，通过接枝季铵盐类的聚合物刷实现了在iePS基底表面可多次重复化学镀金属图案，并且金属镀层内嵌在基底内部，起到了保护效果。利用引发剂在iePS基底内部分布均匀的特点，实现了传统方法很难做到的立体化修饰。结合热压印技术、激光微加工技术实现了表面的图案化修饰。

    2.以多孔阳极氧化铝为基底，采用真空液体灌注的方法，制备了一种仿壁虎脚结构的聚丙烯酸微米刷表面，利用表面引发原子转移自由基聚合，在微米刷表面修饰了两种不同功能的聚合物刷，设计制备了聚合物微/纳米刷复合结构。对于温敏性聚合物刷修饰的复合结构，通过改变温度实现了水下油滴高粘附与低粘附状态之间的调控。此外还研究了聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐聚合物刷修饰的复合结构在不同介质下油滴的粘附行为。抗海洋生物粘附实验结果显示聚丙烯酸微米刷因为其特殊的分级结构以及水下超疏油性质，表现出良好的防污效果，而聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐聚合物刷修饰的复合结构表现出最佳的防污效果。

     3.利用催化剂扩散的SI-eATRP方法在纳米拓扑结构基底上接枝了梯度阴离子型聚合物刷，设计制备了“单趋势”、“同趋势”、“反趋势”三种梯度纳米拓扑结构/聚合物刷复合界面。研究了复合界面对于NIH/3T3细胞粘附分布的影响。结果发现，对于“单趋势”复合界面，纳米拓扑结构可以抵消聚合物刷上负电荷对于细胞的排斥，从而产生细胞梯度；对于“同趋势”复合界面，两种梯度相互叠加，显示出了对细胞梯度趋势的“加速”效应；对于“反趋势”复合界面，由于不利于细胞粘附的两种梯度因素此消彼长，使整个基底都没细胞粘附。